JP6109148B2 - V belt for high load transmission - Google Patents
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Description
本発明は高負荷伝動用Vベルトに関し、特にベルト式無段変速機に用いられるのに好適なものに関する。 The present invention relates to a V-belt for high load transmission, and more particularly to a belt suitable for use in a belt-type continuously variable transmission.
従来、この種の高負荷伝動用Vベルトはよく知られており、例えばベルト式無段変速機の変速プーリ間に巻き掛けられて用いられている。この高負荷伝動用Vベルトは、ベルト背面側の上面及び底面側の下面にそれぞれベルト長さ方向に一定間隔で並ぶ多数の例えば凹条からなる上側被噛合部及び下側被噛合部が上下に対応して設けられた張力帯と、該張力帯が圧入して嵌合される嵌合部を有し、嵌合部の上面に張力帯の上側被噛合部と噛合する例えば凸条からなる上側噛合部が、また下面に張力帯の下側被噛合部と噛合する例えば凸条からなる下側噛合部がそれぞれ形成された多数のブロックとを備え、ブロックベルトとも呼ばれている。 Conventionally, this type of high-load transmission V-belt is well known, and is used, for example, by being wound between transmission pulleys of a belt-type continuously variable transmission. This high load transmission V-belt has a number of upper and lower meshed portions made up of, for example, concave stripes arranged at regular intervals in the belt length direction on the upper surface of the belt rear side and the lower surface of the bottom surface. A tension band provided correspondingly, and a fitting part into which the tension band is press-fitted and fitted, and the upper surface of the fitting part is engaged with the upper meshed part of the tension band, for example, an upper side made of a ridge The meshing portion is also provided with a number of blocks each formed with a lower meshing portion made of, for example, a ridge that meshes with the lower meshed portion of the tension band on the lower surface, and is also called a block belt.
張力帯はベルトの伸びを抑えて動力伝達を可能とする心線、保形ゴム層、ブロックとの間の摩耗を抑制するための帆布等からなる。 The tension band is composed of a core wire that suppresses belt elongation and enables power transmission, a shape-retaining rubber layer, a canvas for suppressing wear between the belt and the like.
各ブロックは例えばフェノール樹脂等の樹脂からなるもので、ベルト背面側に配置される上側ビーム部と、ベルト底面側に配置された下側ビーム部とを有し、これら上下ビーム部間に、上記張力帯の嵌合部が形成されている。 Each block is made of, for example, a resin such as phenol resin, and has an upper beam portion arranged on the belt rear surface side and a lower beam portion arranged on the belt bottom surface side. A tension band fitting portion is formed.
そして、各ブロックの嵌合部に張力帯を圧入して嵌合することにより、各ブロックと張力帯とがベルト長さ方向に一定間隔の凹凸形状の噛合部及び被噛合部によって噛合した状態で係合され、このブロックの噛合部と張力帯の被噛合部との噛合によって両者間が一体化されて動力授受が行われるようになっている。 And, by pressing and fitting the tension band into the fitting part of each block, each block and the tension band are meshed by the concave and convex meshing parts and the meshed parts at regular intervals in the belt length direction. Engaged, and the engagement between the engagement portion of the block and the engagement portion of the tension band integrates the two, and power is transmitted and received.
このような高負荷伝動用Vベルトにおいては、張力帯の幅方向外側端面をブロックのプーリ接触面よりも突出させる出代を設定することが行われている(例えば特許文献1参照)。こうすることで、ベルトをプーリに巻き掛けたときに、張力帯の出代部分がベルト幅方向内方に押し込まれて嵌合部内で張力帯が上下に拡がるようになり、それによってブロックが張力帯に強固に保持される。こうした高負荷伝動用Vベルトでは、ブロック及び張力帯のベルト幅方向の側面がプーリ溝面と接触することになる。 In such a high-load transmission V-belt, an allowance is set so that the outer end surface in the width direction of the tension band protrudes beyond the pulley contact surface of the block (see, for example, Patent Document 1). In this way, when the belt is wound around the pulley, the protruding portion of the tension band is pushed inward in the belt width direction so that the tension band spreads up and down in the fitting portion, and thereby the block is tensioned. It is firmly held in the belt. In such a high-load transmission V-belt, the side surfaces of the block and the tension band in the belt width direction come into contact with the pulley groove surface.
ところで、本発明者は、上記のような高負荷伝動用Vベルトにおいては、ベルトを変速プーリに巻き掛けて走行させると、ベルトの走行初期から走行時間が経過するのに連れて、プーリの溝面からベルトのプーリ接触面が受ける推力によりベルト張力が生じる推力・張力変換比率が変化する現象を見出した。この推力・張力変換比率が変化すると、所期のベルト張力を得ることができなくなる虞れがある。 In the meantime, in the high load transmission V-belt as described above, when the belt is run around the speed change pulley, the inventor has a pulley groove as the running time elapses from the initial running of the belt. We found a phenomenon in which the thrust / tension conversion ratio in which the belt tension is generated is changed by the thrust applied to the pulley contact surface of the belt from the surface. If this thrust / tension conversion ratio changes, the desired belt tension may not be obtained.
そこで、ベルトの走行中の長期間に亘って所期のベルト張力が確保されるように、変速プーリを開閉させる駆動ユニット側で、ある程度の安全率を設けて推力を大きくする過推力設定とすることを検討した。しかし、そうすると、ベルトに加わる負荷が大きくなり、耐久性や騒音性が悪化してしまうのは避けられない。 Therefore, an over-thrust setting is set to increase the thrust by providing a certain safety factor on the drive unit side that opens and closes the transmission pulley so that the desired belt tension is secured over a long period of time while the belt is running. I examined that. However, in this case, the load applied to the belt increases, and it is inevitable that the durability and noise characteristics deteriorate.
本発明の目的は、過推力設定を不要とできるようにするために、ベルトの走行初期からの推力・張力変換比率の変化に伴うベルト張力の経時変化を抑制することができる高負荷伝動用Vベルトを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a high load transmission V that can suppress a change in belt tension with time due to a change in thrust / tension conversion ratio from the initial running of the belt in order to make it unnecessary to set an excessive thrust. To provide a belt.
本発明者が上記推力・張力変換比率が変化する現象について検討したところ、その変化は、次に述べる2つのメカニズムにより発生することが判明した。 The present inventor examined the phenomenon in which the thrust / tension conversion ratio changes, and it has been found that the change is caused by the following two mechanisms.
すなわち、高負荷伝動用Vベルトでは、ブロックの成分である樹脂よりも張力帯の成分であるゴムのほうが熱膨張率が大きい。そのため、ベルトを変速プーリに巻き掛けて走行させると、張力帯の熱膨張により、下側ビーム部は張力帯に拘束されているので、押し上げられない。しかし、上側ビーム部が押し上げられて、両ビーム部が拡がるようになり、プーリ溝面に対しては主に下側ビーム部の側面が接触する下当たりが支配的な状態となる。このことにより、推力・張力変換比率が低下してベルト張力が下がる。 That is, in the high-load transmission V-belt, the rubber that is a component of the tension band has a higher thermal expansion coefficient than the resin that is the component of the block. For this reason, when the belt is run around the transmission pulley, the lower beam portion is restrained by the tension band due to thermal expansion of the tension band, and therefore cannot be pushed up. However, the upper beam portion is pushed up so that both the beam portions expand, and the bottom contact where the side surface of the lower beam portion mainly contacts the pulley groove surface is dominant. This reduces the thrust / tension conversion ratio and lowers the belt tension.
その後、ベルトの走行に伴って張力帯がへたると、上側ビーム部の開きが収まり、プーリ溝面に対して上側ビーム部の側面が接触するため、推力・張力変換比率が上昇してベルト張力も上昇する。こうして、ベルトの走行初期から走行時間が経過するのに連れて、推力・張力変換比率が変化する。 After that, when the tension band falls as the belt travels, the upper beam part opens and the side surface of the upper beam part comes into contact with the pulley groove surface, so the thrust / tension conversion ratio increases and the belt tension also increases. To rise. Thus, as the running time elapses from the initial running of the belt, the thrust / tension conversion ratio changes.
もう1つのメカニズムは、推力・張力変換比率がベルトの摩擦係数に依存することに起因する。具体的には、ベルトを変速プーリに巻き掛けて走行させると、張力帯の熱膨張により、ベルトのプーリ接触面における張力帯が占める割合が大きくなる。ここで、張力帯(ゴム)の摩擦係数がブロック(樹脂)の摩擦係数よりも大きいため、張力帯が占める割合が大きくなると、ベルト全体としての摩擦係数が上昇する。そのため、推力・張力変換比率が上昇してベルト張力も上昇する。 Another mechanism is due to the fact that the thrust / tension conversion ratio depends on the friction coefficient of the belt. Specifically, when the belt is run around the transmission pulley, the ratio of the tension band on the pulley contact surface of the belt increases due to thermal expansion of the tension band. Here, since the friction coefficient of the tension band (rubber) is larger than the friction coefficient of the block (resin), when the ratio of the tension band increases, the friction coefficient of the entire belt increases. Therefore, the thrust / tension conversion ratio increases and the belt tension also increases.
その後、ベルトの走行に伴って張力帯が摩耗してくると、ベルトのプーリ接触面における張力帯が占める割合が小さくなり、ベルト全体としての摩擦係数も小さくなる。その結果、推力・張力変換比率が低下して、ベルト張力も低下する。 Thereafter, when the tension band is worn as the belt travels, the ratio of the tension band on the pulley contact surface of the belt decreases, and the friction coefficient of the entire belt also decreases. As a result, the thrust / tension conversion ratio decreases and the belt tension also decreases.
これら2つのメカニズムにより、ベルトの走行初期から走行時間が経過するのに連れて、推力・張力変換比率が変化する。そこで、本発明者は、これら2つのメカニズムに共通している張力帯の熱膨張による影響を抑制することに着目して、本発明を完成するに到った。 With these two mechanisms, the thrust / tension conversion ratio changes as the running time elapses from the initial running of the belt. Therefore, the present inventor has completed the present invention by paying attention to suppressing the influence of the thermal expansion of the tension band common to these two mechanisms.
具体的に、本発明では、硬質ゴムからなる保形ゴム層の内部に心線が埋設され、ベルト背面側の上面及び底面側の下面にそれぞれベルト長さ方向に並ぶ多数の上側被噛合部及び下側被噛合部が上下に対応して設けられた張力帯と、上記張力帯が圧入して嵌合される嵌合部を有し、該嵌合部の上面に張力帯の上記上側被噛合部と噛合する上側噛合部が、また下面に張力帯の下側被噛合部と噛合する下側噛合部がそれぞれ形成された多数のブロックとを備え、上記各ブロックの嵌合部に張力帯を嵌合することにより、各ブロックが張力帯に対し係止固定され、ブロックの噛合部と張力帯の被噛合部との噛合によって動力授受が行われる高負荷伝動用Vベルトを対象とする。 Specifically, in the present invention, a core wire is embedded in a shape-retaining rubber layer made of hard rubber , and a plurality of upper meshed portions arranged in the belt length direction on the upper surface on the belt rear surface side and the lower surface on the bottom surface side, respectively. The lower meshing portion has a tension band provided corresponding to the upper and lower sides, and a fitting part into which the tension band is press-fitted and fitted, and the upper meshing of the tension band on the upper surface of the fitting part A plurality of blocks each having a lower meshing portion formed on a lower surface thereof and a lower meshing portion meshing with a lower meshed portion of a tension band. By fitting, each block is locked and fixed to the tension band, and the V-belt for high load transmission in which power is transmitted and received by meshing between the meshing part of the block and the meshed part of the tension band is an object.
そして、上記ブロック及び張力帯のベルト幅方向の側面は、何れもプーリ溝面と接触する摺動面を構成している。 The side surfaces of the block and the tension band in the belt width direction constitute sliding surfaces that come into contact with the pulley groove surface.
また、上記各ブロックにおける少なくとも嵌合部の周囲部分及び摺動面が硬質樹脂により形成され、上記張力帯の保形ゴム層における硬質ゴムの熱膨張率及び摩擦係数はブロックの硬質樹脂よりも大きく、上記張力帯の摺動面の面積S1と、上記ブロックの摺動面の面積S2とがS1/S2≦0.2(張力帯の側面の面積がブロックの側面の面積の20%以下)の関係にあることを特徴とする。 Further, at least the peripheral portion of the fitting portion and the sliding surface in each block are formed of a hard resin, and the thermal expansion coefficient and friction coefficient of the hard rubber in the shape retaining rubber layer of the tension band are larger than the hard resin of the block. , the area S1 of the sliding surface of the tension band, the sliding surface of the area S2 and the S1 / S2 ≦ 0.2 in the block of (the area of the side surface of the tension band is 20% or less of the area of the side surface of the block) It is characterized by being in a relationship.
上記張力帯の摺動面の面積S1と、ブロックの摺動面の面積S2とがS1/S2=0.13〜0.2の関係にあってもよい。 The area S1 of the sliding surface of the tension band and the area S2 of the sliding surface of the block may be in a relationship of S1 / S2 = 0.13 to 0.2.
また、張力帯の摺動面の面積S1がS1=4.3〜8.5mm2であってもよく、ブロックの摺動面の面積S2がS2=33〜43mm2であってもよい。 Moreover, the area S1 of the sliding surface of the tension band may be S1 = 4.3 to 8.5 mm 2 , and the area S2 of the sliding surface of the block may be S2 = 33 to 43 mm 2 .
この構成により、以下の作用効果が得られる。仮に張力帯の摺動面の面積S1と、ブロックの摺動面の面積S2とがS1/S2>0.2である場合、ベルトのプーリ接触面に対する張力帯の占める割合が大きく、ブロックの硬質樹脂よりも熱膨張率の大きい張力帯が熱膨張してブロックの上側ビーム部が押し上げられたり、ベルトの摩擦係数が上昇したりする。しかし、本発明では、張力帯の摺動面の面積S1と、ブロックの摺動面の面積S2とがS1/S2≦0.2であるので、ベルトのプーリ接触面に対する張力帯の占める割合が十分に小さくなり、張力帯が熱膨張してブロックの上側ビーム部が押し上げられたり、ベルトの摩擦係数が上昇したりすることが抑制される。このことで、ベルトの走行時間の経過に伴い推力・張力変換比率が変化してベルト張力が変化することが抑制される。その結果、駆動ユニットの推力を低く設定することができ、ベルトの初期発熱の抑制、高効率化、耐久性の向上を図ることができる。 With this configuration, the following operational effects can be obtained. If the area S1 of the sliding surface of the tension band and the area S2 of the sliding surface of the block are S1 / S2> 0.2, the ratio of the tension band to the pulley contact surface of the belt is large, and the block hard The tension band having a thermal expansion coefficient larger than that of the resin is thermally expanded, and the upper beam portion of the block is pushed up, or the friction coefficient of the belt is increased. However, in the present invention, since the area S1 of the sliding surface of the tension band and the area S2 of the sliding surface of the block are S1 / S2 ≦ 0.2, the ratio of the tension band to the pulley contact surface of the belt is It becomes sufficiently small, and it is suppressed that the tension band is thermally expanded and the upper beam portion of the block is pushed up or the friction coefficient of the belt is increased. Thus, it is possible to suppress the change in the belt tension due to the change in the thrust / tension conversion ratio as the belt travels. As a result, the thrust of the drive unit can be set low, and the initial heat generation of the belt can be suppressed, the efficiency can be improved, and the durability can be improved.
上記張力帯の心線の位置でのベルト幅であるベルトピッチ幅aと、上記張力帯において上側被噛合部の下端及び下側被噛合部の上端の間の厚さである張力帯の噛み合い厚さbとがb/a≦0.08の関係にあってもよい。 The mesh width of the tension band which is the thickness between the belt pitch width a which is the belt width at the position of the core of the tension band and the lower end of the upper meshed portion and the upper end of the lower meshed portion in the tension band And b may be in a relationship of b / a ≦ 0.08.
この構成により、ベルトの曲げロスが向上し、ベルトの走行時間の経過に伴って推力・張力変換比率が変化することがさらに抑制される。 With this configuration, the bending loss of the belt is improved, and the thrust / tension conversion ratio is further suppressed from changing as the belt travels.
さらに、上記ベルトピッチ幅aと張力帯の噛み合い厚さbとがb/a≦0.05の関係にあってもよい。 Further, the belt pitch width a and the tension band meshing thickness b may be in a relationship of b / a ≦ 0.05.
この構成により、ベルトの曲げロスが格段に向上し、ベルトの走行時間の経過に伴って推力・張力変換比率が変化することがさらに有効に抑制される。 With this configuration, the bending loss of the belt is remarkably improved, and the thrust / tension conversion ratio is further effectively suppressed from changing as the belt travels.
上記高負荷伝動用Vベルトは、ベルト式無段変速機の変速プーリに巻き掛けられるものとしてもよい。 The high load transmission V-belt may be wound around a transmission pulley of a belt type continuously variable transmission.
この構成により、上記発明の効果が有効に発揮される最適な高負荷伝動用Vベルトが得られる。 With this configuration, it is possible to obtain an optimum high load transmission V-belt in which the effects of the present invention are effectively exhibited.
本発明によると、高負荷伝動用Vベルトの張力帯の摺動面の面積S1とブロックの摺動面の面積S2とをS1/S2≦0.2としたことにより、ベルトの走行初期からの推力・張力変換比率の変化に伴うベルト張力の経時変化を抑制し、駆動ユニット側の推力を低くしてベルトの初期発熱の抑制、高効率化、耐久性の向上を図ることができる。 According to the present invention, the area S1 of the sliding surface of the tension band of the V belt for high load transmission and the area S2 of the sliding surface of the block are set to S1 / S2 ≦ 0.2. It is possible to suppress the change in belt tension with time due to the change in the thrust / tension conversion ratio and to reduce the thrust on the drive unit side, thereby suppressing the initial heat generation of the belt, increasing the efficiency, and improving the durability.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものでは全くない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The following description of the preferred embodiments is merely exemplary in nature and is in no way intended to limit the invention, its application, or its application.
図1〜図3は本発明の実施形態に係る高負荷伝動用VベルトBを示す。このベルトBは、図示しないが、例えばベルト式無段変速装置の複数の変速プーリ間に巻き掛けられて用いられるもので、一対のエンドレスの張力帯1,1と、この張力帯1,1にベルト長さ方向に一定のピッチPで係止固定された多数のブロック10,10,…とからなる。
1 to 3 show a high load transmission V-belt B according to an embodiment of the present invention. Although not shown, this belt B is used, for example, by being wound around a plurality of transmission pulleys of a belt-type continuously variable transmission, and a pair of
上記各張力帯1は、図4にも示すように、硬質ゴムからなる保形ゴム層1aの内部にアラミド繊維等の高強度高弾性率の複数の心線1b,1b,…(心体)がスパイラル状に配置されて埋設されたものである。この各張力帯1の上面には各ブロック10に対応してベルト幅方向に延びる一定ピッチの上側被噛合部としての溝状の上側凹部2,2,…が、また下面には上記上側凹部2,2,…に対応してベルト幅方向に延びる一定ピッチの下側被噛合部としての下側凹部3,3,…がそれぞれ形成されている。そして、各張力帯1の上面において上側凹部2,2,…間の部分は上側コグ部4に、また張力帯1下面において下側凹部3,3,…間の部分は下側コグ部5にそれぞれ構成されている。
As shown in FIG. 4, each of the
上記保形ゴム層1aをなす硬質ゴムは、例えばメタクリル酸亜鉛により強化されたH−NBRゴムに、さらにアラミド繊維、ナイロン繊維等の短繊維により強化することで、耐熱性に優れかつ永久変形し難い硬質ゴムが用いられる。この硬質ゴムの硬さは、JIS−C硬度計で測定したときに75°以上のゴム硬度が必要である。
The hard rubber forming the shape-retaining
上記張力帯1の上下表面にはそれぞれ糊ゴム処理された帆布を一体接着することで上側及び下側帆布層6,7が形成されている。
Upper and
一方、各ブロック10は、図1、図3及び図5に示すように、例えばカーボン短繊維で補強されたフェノール樹脂等の硬質樹脂中にそれよりも高い弾性率材料である軽量アルミニウム合金等の補強材18がブロック10の略中央に位置するように埋め込まれたものとされている。この各ブロック10は、ベルト幅方向(左右方向)に延びる上側及び下側ビーム部10a,10bと、該両ビーム部10a,10bの左右中央部同士を上下に接続するピラー部10cとからなる略H字状に形成されている。各ブロック10の上下ビーム部10a,10b間に各張力帯1を幅方向から着脱可能に嵌装させる切欠きスリット状の嵌合部11,11が形成されている。この嵌合部11を除いた左右側面は変速プーリ等のプーリ溝面(図示せず)に接触する摺動面12,12に構成され、このブロック10の左右の摺動面12,12同士がなすベルト角度αは、プーリ溝面の角度と同じとされている。こうして各ブロック10は、嵌合部11の周囲部分及び摺動面12,12を形成する硬質樹脂部と、残りの部分を形成する補強材18とで構成されている。尚、補強材18は、嵌合部11の周囲部分と左右側面の摺動面12,12とにおいてブロック10表面に表れないようにしておけばよく、その他の部分ではブロック10表面に露出していてもよい。
On the other hand, each
また、各ブロック10は、嵌合部11,11にそれぞれ張力帯1,1を圧入して嵌合することで、張力帯1,1に固定されている。すなわち、図5に示すように、上記各ブロック10における各嵌合部11の上壁面には上記張力帯1上面の各上側凹部2に噛合する上側噛合部としての凸条からなる上側凸部15が、また嵌合部11の下壁面には張力帯1下面の各下側凹部3に噛合する下側噛合部としての凸条からなる下側凸部16がそれぞれ互いに平行に配置されて形成されており、この各ブロック10の上下の凸部15,16をそれぞれ張力帯1の上下の凹部2,3に噛合させることで、ブロック10,10,…を張力帯1,1にベルト長さ方向に圧入により係止固定している。
Each
ここで、上記硬質ゴムからなる張力帯1の上下の凹部2,3間の張力帯噛み合い厚さb、つまり図4に示す如く上側凹部2の底面(詳しくはその上側帆布層6の上表面)と該上側凹部2に対応する下側凹部3の底面(同下側帆布層7の下表面)との間の距離が、ブロック10の噛合隙間であるブロック噛み合い厚さd、つまり図5に示すように各ブロック10の上側凸部15下端と下側凸部16上端との間の距離よりも若干大きく(b>d)設定されている。このことで、締め代b−d(>0)が設けられており、各ブロック10の張力帯1への組付時に張力帯1がブロック10により厚さ方向に圧縮されて組み付けられるようになっている。
Here, the tension band engagement thickness b between the upper and
そして、ブロック10,10,…が張力帯1,1に組み付けられた状態において、ベルトBの左右両側の側面では、図3に示すように、張力帯1の外側端面が各ブロック10の摺動面12,12の面よりも若干突出しており、このことで出代Δeが設けられている。この出代Δeが設定されていることにより、ベルトBをプーリに巻き掛けたときに、張力帯1,1の出代Δeの部分がベルト幅方向内方に押し込まれて張力帯1,1が嵌合部11内で上下に拡がり、それによってブロック10,10,…が張力帯1,1により強固に保持されるようになっている。従って、両張力帯1,1の外側端面は変速プーリ等のプーリ溝面に接触する摺動面1c,1cとなっている。
In the state where the
本高負荷伝動用VベルトBでは、プーリに巻き掛けて走行させたときに、ブロック10の上下の凸部15,16(噛合部)と各張力帯1の上下の凹部2,3(被噛合部)との噛合によって動力授受が行われるようになっている。
In the high load transmission V-belt B, when the belt is wound around a pulley, the upper and lower
また、本高負荷伝動用VベルトBでは、ベルトの走行時間の経過に伴って推力・張力変換比率が変化することを抑制すべく、図6に示すように、張力帯1の摺動面1cの面積S1(図6中、1点鎖線のハッチングで示す)と、ブロック10の摺動面12の面積とS2(図6中、実線のハッチングで示す)とが、
S1/S2≦0.2 …(1)
の関係にある。すなわち、張力帯摺動面1cの面積S1がブロック摺動面12の面積S2の20%以下の関係にある。具体的には、S1/S2=0.13〜0.2とするのが好ましい。例えば、張力帯摺動面1cの面積S1をS1=4.3〜8.5mm2とし、ブロック摺動面12の面積S2をS2=33〜43mm2とするのがよい。
Further, in the high load transmission V-belt B, as shown in FIG. 6, the sliding
S1 / S2 ≦ 0.2 (1)
Are in a relationship. That is, the area S1 of the tension
また、本実施形態では、図3に示すように、各ブロック10において、上記張力帯1の心線1bの位置でのベルト幅であるベルトピッチ幅をaとするとき、ベルトピッチ幅aと上記張力帯噛み合い厚さb(上側凹部2の底面と下側凹部3の底面との間の厚さ。図4参照)とが、
b/a≦0.08 …(2)
の関係にある。つまり、張力帯噛み合い厚さbがベルトピッチ幅aの8%以下の関係にある。より望ましくは、
b/a≦0.05 …(3)
の関係(張力帯噛み合い厚さbがベルトピッチ幅aの5%以下の関係)にある。
In this embodiment, as shown in FIG. 3, in each
b / a ≦ 0.08 (2)
Are in a relationship. That is, the tension band engagement thickness b is 8% or less of the belt pitch width a. More preferably,
b / a ≦ 0.05 (3)
(Tension band meshing thickness b is 5% or less of belt pitch width a).
ベルトピッチ幅aは、その長さによって張力帯1がブロック10を保持する保持面積に関与する。そのため、単に張力帯噛み合い厚さbを小さくするだけでなく、その張力帯噛み合い厚さbとベルトピッチ幅aとを上記式(2)又は(3)のように関連付けることが望ましい。
The belt pitch width a is related to the holding area where the
本高負荷伝動用VベルトBは、以上のように構成されている。 The high load transmission V-belt B is configured as described above.
次に、本高負荷伝動用VベルトBの作用効果を説明する。本高負荷伝動用VベルトBにおいては、張力帯の摺動面の面積S1と、ブロックの摺動面の面積S2とがS1/S2≦0.2の関係にあるので、ベルトBのプーリ接触面に対する張力帯1の占める割合が十分に小さくなる。そのため、このベルトBを例えば無段変速機の変速プーリ間に巻き掛けて走行させたときに、張力帯1が熱膨張してブロック10の上側ビーム部10aが押し上げられたり、ベルトBの摩擦係数が上昇したりすることが抑制される。そのため、ベルトBの走行時間が経過しても、推力・張力変換比率が変化、及び、そのことに伴うベルト張力の変化が抑制される。よって、変速機の変速プーリを開閉駆動して変速比を変えるための駆動ユニットの推力(変速プーリの可動シーブを軸方向に推す力)を低く設定でき、ベルトBの初期発熱の抑制、高効率化、耐久性の向上を図ることができる。
Next, the effect of the high load transmission V-belt B will be described. In the high load transmission V-belt B, the area S1 of the sliding surface of the tension band and the area S2 of the sliding surface of the block are in a relationship of S1 / S2 ≦ 0.2. The ratio of the
また、ベルトピッチ幅aと張力帯噛み合い厚さbとがb/a≦0.08であるため、張力帯噛み合い厚さbがベルトピッチ幅aに対して十分に小さくなり、ベルトBの曲げロスが向上し、ベルトBの走行時間の経過に伴う推力・張力変換比率の変化をさらに抑制することができる。ここで、ベルトピッチ幅aと張力帯噛み合い厚さbとがb/a≦0.05の関係にあると、ベルトBの走行時間の経過に伴う推力・張力変換比率の変化をさらに有効に抑制することができる。 Further, since the belt pitch width a and the tension band engagement thickness b are b / a ≦ 0.08, the tension band engagement thickness b is sufficiently smaller than the belt pitch width a, and the bending loss of the belt B is reduced. And the change in the thrust / tension conversion ratio with the passage of the running time of the belt B can be further suppressed. Here, when the belt pitch width a and the tension band meshing thickness b are in the relationship of b / a ≦ 0.05, the change in the thrust / tension conversion ratio with the passage of the running time of the belt B is further effectively suppressed. can do.
(その他の実施形態)
尚、上記実施形態では、各ブロック内10に補強材18をインサートしているが、本発明では、補強材18を使用せずに全てが樹脂からなるブロックであってもよく、上記と同様の作用効果が得られる。
(Other embodiments)
In the above embodiment, the reinforcing
また、この実施形態に係る高負荷伝動用VベルトBは、ベルト式無段変速機の変速プーリに巻き掛けられて使用されるだけでなく、定速プーリ(Vプーリ)を備えたベルト式伝動装置にも使用することができる。 Further, the high load transmission V-belt B according to this embodiment is not only used by being wound around a transmission pulley of a belt-type continuously variable transmission, but also a belt-type transmission provided with a constant speed pulley (V pulley). It can also be used in devices.
次に、具体的に実施した実施例について説明する。実施例1〜6及び比較例1〜3として、上記実施形態の構成を有する高負荷伝動用Vベルトを作製した。そのベルトのベルト角度α(ブロック両側面の摺動面間の角度)はα=26°、ベルトピッチ幅aはa=25mm、ブロックのベルト長さ方向のピッチPはP=3mm、各ブロックの厚さ(ベルト長さ方向の厚さ)は2.95mm、出代ΔeはΔe=0.05〜0.15mm、ベルト長さ612mmであった。 Next, specific examples will be described. As Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 3, high-load transmission V-belts having the configuration of the above embodiment were produced. The belt angle α of the belt (the angle between the sliding surfaces on both sides of the block) is α = 26 °, the belt pitch width a is a = 25 mm, the pitch P of the block in the belt length direction is P = 3 mm, The thickness (thickness in the belt length direction) was 2.95 mm, the allowance Δe was Δe = 0.05 to 0.15 mm, and the belt length was 612 mm.
各ブロックは、フェノール樹脂中に、厚さ2mmの軽量高強度アルミニウム合金からなる補強材がインサートされて成形されたものを使用した。尚、上記アルミニウム合金からなる補強材を使用せずに全てが樹脂からなるブロックであっても同等の効果が得られる。 Each block used was formed by inserting a reinforcing material made of a lightweight high-strength aluminum alloy having a thickness of 2 mm into a phenol resin. The same effect can be obtained even if the block is entirely made of resin without using the reinforcing material made of the aluminum alloy.
そして、張力帯摺動面1cの面積S1、ブロック摺動面12の面積S2、張力帯噛み合い厚さbを種々に変えて、実施例1〜6及び比較例1〜3のベルトとした(図10参照)。
The belts of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 3 were obtained by variously changing the area S1 of the tension
(実施例1)
張力帯摺動面1cの面積S1=6.7mm2、ブロック摺動面12の面積S2=33mm2、張力帯噛み合い厚さbをb=1.6mmとした。従って、S1/S2=0.20(20%)となり、b/a=0.064(6.4%)となる。
Example 1
The area S1 of the tension
(実施例2)
張力帯摺動面1cの面積S1=6.4mm2、ブロック摺動面12の面積S2=33mm2、張力帯噛み合い厚さbをb=1.5mmとした。従って、S1/S2=0.19(19%)となり、b/a=0.060(6.0%)となる。
(Example 2)
The area S1 of the tension
(実施例3)
張力帯摺動面1cの面積S1=5.5mm2、ブロック摺動面12の面積S2=33mm2、張力帯噛み合い厚さbをb=1.2mmとした。従って、S1/S2=0.17(17%)となり、b/a=0.048(4.8%)となる。
(Example 3)
The area S1 of the tension
(実施例4)
張力帯摺動面1cの面積S1=4.9mm2、ブロック摺動面12の面積S2=33mm2、張力帯噛み合い厚さbをb=1mmとした。従って、S1/S2=0.15(15%)となり、b/a=0.040(4.0%)となる。
Example 4
Area S1 = 4.9 mm 2 of the tension
(実施例5)
張力帯摺動面1cの面積S1=4.3mm2、ブロック摺動面12の面積S2=33mm2、張力帯噛み合い厚さbをb=0.8mmとした。従って、S1/S2=0.13(13%)となり、b/a=0.032(3.2%)となる。
(Example 5)
Area S1 = 4.3 mm 2 of the tension
(実施例6)
張力帯摺動面1cの面積S1=8.5mm2、ブロック摺動面12の面積S2=43mm2、張力帯噛み合い厚さbをb=2.2mmとした。従って、S1/S2=0.20(20%)となり、b/a=0.088(8.8%)となる。
(Example 6)
The area S1 of the tension
(比較例1)
張力帯摺動面1cの面積S1=8.5mm2、ブロック摺動面12の面積S2=33mm2、張力帯噛み合い厚さbをb=2.2mmとした。従って、S1/S2=0.26(26%)となり、b/a=0.088(8.8%)となる。
(Comparative Example 1)
The area S1 of the tension
(比較例2)
張力帯摺動面1cの面積S1=11.4mm2、ブロック摺動面12の面積S2=33mm2、張力帯噛み合い厚さbをb=3mmとした。従って、S1/S2=0.35(35%)となり、b/a=0.12(12%)となる。
(Comparative Example 2)
The area S1 of the tension
(比較例3)
張力帯摺動面1cの面積S1=13.9mm2、ブロック摺動面12の面積S2=33mm2、張力帯噛み合い厚さbをb=4mmとした。従って、S1/S2=0.42(42%)となり、b/a=0.16(16%)となる。
(Comparative Example 3)
Area S1 = 13.9 mm 2 of the tension
(ベルトの評価)
以上の各実施例及び各比較例に対し、ベルト張力の経時変化、高速耐久性、初期発熱性、締め代の変化、ベルト効率の評価を行った。
(Evaluation of belt)
For each of the above Examples and Comparative Examples, the change in belt tension with time, high-speed durability, initial heat generation, change in tightening margin, and belt efficiency were evaluated.
(1)ベルト張力の経時変化
図7に示すベルト張力(軸間力)測定試験装置を用いて、各実施例及び各比較例のベルト張力の経時変化を測定した。すなわち、互いに接離可能な駆動台21及び従動台22上に、各々固定及び可動シーブ24a,24b,25a,25bを有する変速プーリからなる駆動及び従動プーリ24,25を軸支した。駆動台21及び従動台22をロードセル23を介して連結することで、駆動及び従動プーリ24,25の軸間距離を148.5mmに固定した。駆動プーリ24を駆動モータ26に駆動連結するとともに、従動プーリ25にも負荷用のDCモータ(図示せず)を駆動連結して60N・mの一定の負荷トルクがかかるようにした。そして、駆動及び従動プーリ24,25間に各実施例及び各比較例の高負荷伝動用VベルトBを巻き掛け、その速比を1.8に固定し、かつ従動プーリ25の可動シーブ25bに対しトルクカム27及びばね28により固定シーブ25a側に向かう軸方向の推力をかけた。その状態で、駆動モータ26により駆動プーリ24を3000rpmの一定回転数で回転させてベルトBを走行させた。その走行中にロードセル23で検出される軸間力をベルト張力として測定し、ベルトBの走行初期(走行開始から0〜24hr後)、途中(走行開始から24〜48hr後)、及び測定値が安定する中期以降(走行開始から48hr以降)の各測定値からベルト張力の経時変化を確認した。尚、ベルトBの温度は120℃あった。その結果を図10及び図12に示す。
(1) Change in Belt Tension with Time Using a belt tension (interaxial force) measurement test apparatus shown in FIG. 7, changes in belt tension with time in each Example and each Comparative Example were measured. That is, the driving and driven
(2)高速耐久性
図8に示す高速耐久試験装置を用いて、各実施例及び各比較例の高速耐熱高負荷耐久性を測定した。すなわち、120℃の雰囲気が熱量として投入される試験ボックス31内に、ピッチ径が133.6mmの定速プーリからなる駆動プーリ32と、ピッチ径が61.4mmの定速プーリからなる従動プーリ33とを配設し、両プーリ32,33に各実施例及び各比較例のベルトBを巻き掛けた。駆動プーリ32を軸トルク63.7N・m及び回転数5016±60rpmで高速回転させ、300hr迄の時間を測定した。その結果を図11及び図13に示す。
(2) High-speed durability High-speed heat resistance and high load durability of each example and each comparative example were measured using a high-speed durability test apparatus shown in FIG. That is, in a
(3)初期発熱性
上記高速耐熱高負荷耐久性の試験において、その走行初期(走行開始から2hr後)のベルトBの発熱温度を測定した。その結果を図11及び図14に示す。
(3) Initial heat generation In the high-speed heat-resistant and high-load durability test, the heat generation temperature of the belt B at the initial stage of travel (after 2 hours from the start of travel) was measured. The results are shown in FIGS.
(4)締め代の変化
上記高速耐熱高負荷耐久性の試験において、その走行開始から250時間経過後の締め代の変化を測定した。この締め代は、張力帯噛み合い厚さb−ブロック噛み合い厚さdで求めた。その結果を図11及び図15に示す。
(4) Change in tightening allowance In the high-speed heat-resistant and high-load durability test, the change in tightening allowance after 250 hours from the start of running was measured. This tightening allowance was obtained by tension band engagement thickness b-block engagement thickness d. The results are shown in FIGS.
(5)ベルト効率
図9に示す試験装置を用い、各実施例及び各比較例のベルト効率を測定した。すなわち、90℃の雰囲気が熱量として投入される試験ボックス41内に、ピッチ径が65.0mmの定速プーリからなる駆動プーリ42と、ピッチ径が130.0mmの定速プーリからなる従動プーリ43とを接離可能に配設した。両プーリ42,43に各実施例及び各比較例のベルトBを巻き掛けるとともに、従動プーリ43に駆動プーリ42から離れる方向に4000Nのデッドウェイト44を作用させた。その状態で、駆動プーリ42を回転数2600±60rpmで回転させ、駆動プーリ42の軸トルクをゆっくり上げていく。そして、駆動プーリ42の回転数と従動プーリ43の回転数とからスリップ率を連続して求め、ベルトBのスリップ率が2%のときの駆動プーリ42のトルクと従動プーリ43のトルクを計測し、下記の式にてベルト効率を求めた。すなわち、ベルト効率ηは、
効率η(%)={(従動プーリ回転数×従動プーリトルク)/(駆動プーリ回転数×駆動プーリトルク)}×100
である。その結果を図11及び図16に示す。
(5) Belt efficiency The belt efficiency of each Example and each Comparative Example was measured using the test apparatus shown in FIG. That is, in a
Efficiency η (%) = {(driven pulley rotational speed × driven pulley torque) / (driving pulley rotational speed × driving pulley torque)} × 100
It is. The results are shown in FIGS.
尚、図11において、判定の欄の「○」は良を、また「△」及び「×」は不良を示している。 In FIG. 11, “◯” in the determination column indicates “good”, and “Δ” and “x” indicate failure.
以上の結果について考察すると、張力帯摺動面1cの面積S1がブロック摺動面12の面積S2の20%以下である実施例1〜6については、ベルト張力の変化幅が200N以下であり、その経時変化が小さい。これに対し、比較例1〜3では、張力帯摺動面1cの面積S1がブロック摺動面12の面積S2の20%を超えているので、ベルト張力の変化幅が900N以上と大きくなっている。このことにより、張力帯摺動面1cの面積S1をブロック摺動面12の面積S2の20%以下に設定することで、ベルトの走行時間の経過に伴う推力・張力変換比率の変化を抑制できることが判る。
Considering the above results, in Examples 1 to 6 in which the area S1 of the tension
また、張力帯摺動面1cの面積S1がブロック摺動面12の面積S2の20%以下である実施例1〜6については、高速耐久性、初期発熱性、締め代の変化、ベルト効率についても飛躍的に向上していることが明らかであり、比較例1〜3に比べて顕著な差異が見られる。
Further, in Examples 1 to 6 in which the area S1 of the tension
さらに、張力帯噛み合い厚さbがベルトピッチ幅aの8%以下である実施例1〜5については、ベルト張力の変化幅は100N以下であり、特に、張力帯噛み合い厚さbがベルトピッチ幅aの5%以下である実施例3〜5については、ベルト張力の変化幅は0Nであり、その経時変化が全くない。このことにより、張力帯噛み合い厚さbをベルトピッチ幅aの8%以下に設定することで、ベルトの走行時間の経過に伴う推力・張力変換比率の変化をさらに抑制できることが判る。 Further, in Examples 1 to 5 in which the tension band meshing thickness b is 8% or less of the belt pitch width a, the belt tension change width is 100 N or less. In particular, the tension band meshing thickness b is the belt pitch width. For Examples 3 to 5 in which 5% or less of a, the belt tension change width is 0 N, and there is no change over time. Thus, it can be seen that by setting the tension band meshing thickness b to 8% or less of the belt pitch width a, it is possible to further suppress the change in the thrust / tension conversion ratio as the belt travels.
本発明は、ベルト走行時の張力の経時変化が少なく、発熱性、走行耐久性、ベルト効率の各性能が従来と比べて飛躍的に高い高負荷伝動用Vベルトを提供することができるから、例えば自動車や二輪スクータの無段変速機のベルトに利用したときに、極めて有用であり、産業上の利用可能性が高い。 Since the present invention can provide a V-belt for high load transmission with little change with time in tension during belt running, and each of the heat generation performance, running durability, and belt efficiency is significantly higher than conventional ones. For example, it is extremely useful when used for a belt of a continuously variable transmission of an automobile or a two-wheel scooter, and has high industrial applicability.
1 張力帯
1a 保形ゴム層
1b 心線
1c (張力帯の)摺動面
2 上側凹部(上側被噛合部)
3 下側凹部(下側被噛合部)
10 ブロック
12 (ブロックの)摺動面
11 嵌合部
15 上側凸部(上側噛合部)
16 下側凸部(下側噛合部)
a ベルトピッチ幅
b 張力帯の噛み合い厚さ
B 高負荷伝動用Vベルト
S1 張力帯の摺動面の面積
S2 ブロックの摺動面の面積
DESCRIPTION OF
3 Lower concave part (lower meshed part)
10
16 Lower convex part (lower meshing part)
a Belt pitch width b Engagement thickness of tension band B V-belt for high load transmission S1 Area of sliding surface of tension band S2 Area of sliding surface of block
Claims (7)
上記張力帯が圧入して嵌合される嵌合部を有し、該嵌合部の上面に張力帯の上記上側被噛合部と噛合する上側噛合部が、また下面に張力帯の下側被噛合部と噛合する下側噛合部がそれぞれ形成された多数のブロックとを備え、
上記各ブロックの嵌合部に張力帯を嵌合することにより、各ブロックが張力帯に対し係止固定され、ブロックの噛合部と張力帯の被噛合部との噛合によって動力授受が行われる高負荷伝動用Vベルトであって、
上記張力帯及びブロックのベルト幅方向の側面は、何れもプーリ溝面と接触する摺動面を構成しており、
上記各ブロックにおける少なくとも嵌合部の周囲部分及び摺動面が硬質樹脂により形成され、
上記張力帯の保形ゴム層における硬質ゴムの熱膨張率及び摩擦係数はブロックの硬質樹脂よりも大きく、
上記張力帯の摺動面の面積S1と、上記ブロックの摺動面の面積S2とが
S1/S2≦0.2
の関係にある高負荷伝動用Vベルト。 A core wire is embedded inside the shape-retaining rubber layer made of hard rubber, and a number of upper and lower meshed portions arranged in the belt length direction on the upper surface of the belt rear side and the lower surface of the bottom surface, respectively. A corresponding tension band,
The tension band has a fitting portion that is press-fitted, and an upper meshing portion that meshes with the upper meshed portion of the tension band is formed on the upper surface of the fitting portion, and a lower coating of the tension band is disposed on the lower surface A plurality of blocks each formed with a lower meshing portion meshing with the meshing portion,
By fitting the tension band to the fitting part of each block, each block is locked and fixed to the tension band, and power is transmitted and received by meshing between the meshing part of the block and the meshed part of the tension band. A V-belt for load transmission,
Both the tension band and the side surface in the belt width direction of the block constitute a sliding surface that contacts the pulley groove surface,
The peripheral portion and sliding surface of at least the fitting portion in each of the blocks are formed of a hard resin,
The thermal expansion coefficient and coefficient of friction of the hard rubber in the shape-retaining rubber layer of the tension band are larger than the hard resin of the block,
The area S1 of the sliding surface of the tension band and the area S2 of the sliding surface of the block are S1 / S2 ≦ 0.2.
V-belt for high load transmission in the relationship of
張力帯の摺動面の面積S1と、ブロックの摺動面の面積S2とが
S1/S2=0.13〜0.2
の関係にある高負荷伝動用Vベルト。 In claim 1,
The area S1 of the sliding surface of the tension band and the area S2 of the sliding surface of the block are S1 / S2 = 0.13 to 0.2.
V-belt for high load transmission in the relationship of
上記張力帯の心線の位置でのベルト幅であるベルトピッチ幅aと、上記張力帯において上側被噛合部の下端及び下側被噛合部の上端の間の厚さである張力帯の噛み合い厚さbとが
b/a≦0.08
の関係にある高負荷伝動用Vベルト。 In claim 1 or 2,
The mesh width of the tension band which is the thickness between the belt pitch width a which is the belt width at the position of the core of the tension band and the lower end of the upper meshed portion and the upper end of the lower meshed portion in the tension band B is b / a ≦ 0.08
V-belt for high load transmission in the relationship of
ベルトピッチ幅aと張力帯の噛み合い厚さbとが
b/a≦0.05
の関係にある高負荷伝動用Vベルト。 In claim 3,
Belt pitch width a and tension band meshing thickness b are b / a ≦ 0.05
V-belt for high load transmission in the relationship of
張力帯の摺動面の面積S1がS1=4.3〜8.5mm2である高負荷伝動用Vベルト。 In any one of Claims 1-4,
A high load transmission V-belt in which the area S1 of the sliding surface of the tension band is S1 = 4.3 to 8.5 mm 2 .
ブロックの摺動面の面積S2がS2=33〜43mm2である高負荷伝動用Vベルト。 In any one of Claims 1-5,
A V-belt for high load transmission in which the area S2 of the sliding surface of the block is S2 = 33 to 43 mm 2 .
ベルト式無段変速機の変速プーリに巻き掛けられる高負荷伝動用Vベルト。 In any one of Claims 1-6,
A V-belt for high load transmission that is wound around the transmission pulley of a belt-type continuously variable transmission.
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